金属材料热处理工艺及技术发展趋势的思考

赵俐均

摘要：金属材料的热处理技术直接影响产品的质量。本文先介绍金属热处理工艺，重点阐述了热处理工艺和发展趋势，其中工艺类型有：化学薄层渗透工艺、超硬涂层工艺、激光热处理工艺等，旨在有关部门工作时可以为其提供理论参考。

关键词：金属材料 热处理工艺 技术发展

前言

我国金属材料的热处理技术水平不高，热处理的自动化和智能化较弱，经常出现金属元件氧化和脱碳的情况，令其质量不能达到预期标准。另外，此技术的落后，导致金属使用寿命低。因此提升金属材料的热处理技术很重要不但可以提高产品的质量还能够有效控制成本，促进金属制造业的长久发展。

一、金属材料热处理工艺介绍

热处理是金属材料在一系列手段下，改变自身性状的过程，热处理工艺包括加温、保温和降温等处理方法。现在人们生活中的很多环节都和热处理有关，金属材料经过热处理后，自身的硬度和延展性都得以增强，提高金属材料制作零件的抗磨损性和抗腐蚀性，还能提升金属材料的使用寿命，在一定程度上实现了节约成本的目的。所以，现在的热处理技术已经被人们广泛运用，现代和传统热处理工艺不同的是，使用了更加先进的技术，对金属材料进行处理，最大程度的提升了金属材料的硬度，增强使用价值。

二、金属材料热处理工艺

（一）化学薄层渗透工艺

利用热处理技术，将化学和物理成分较高的物质渡在金属材料表层进而提高金属的硬度和柔韧性，此方法指改变了金属表面的形态，进而减少金属材料在加工使用过程中，产生的浪费情况[1]。除此之外，在金属表面铺设一层化学薄层，减少加工的成本，避免金属过度加工对生态带来的影响。和以往化学处理形式相比，薄层渗透技术只在金属表面造成影响，并没有渗透到金属内部，处理技术简单，并且产生的效果好，性价比较高，可以增强热处理技术材料的使用效率。

（二）超硬涂层工艺

该工艺是指在金属表面涂上一种特质的涂层，是多种涂层技术的总称，涂抹一层涂层后，令金属硬度增加，提升其质量。经常作用于金属表面的涂层有硼化金属、碳化金属、金刚石、氮化碳等。将其涂抹在金属表面，通过离子镀和蒸镀等高科技，完成金属表面的制备。超硬涂层工艺的使用方法比较便捷，并在金属内部产生的影响较少，实现现在提升金属表面硬度的目标。现在金属热处理涂层技术发展迅速，也研发出更加先进的金属表面涂层工作，减少输出成本，增加金属表面硬度，具有很高的运用价值。

（三）激光热处理工艺

该技术也叫激光淬火，通过激光照射金属表面，令其快速升温后闭合激光，在热传导的影响下，金属可以快速降温，并在表面产生一层薄薄的组织，和常规淬火方法比较，激光热处理技术处理后的金属表面，硬度更高。至今为止，激光热处理技术已经成为金属材料的主要工艺之一。例如在工业生产中的锁把猝火工艺的使用，就使用激光热处理工艺。激光对金属材料的处理，具有很强的穿透性特征，并且处理后的材料质量更高，通过产生的外层令金属硬度更高，优化金属结构。随着技术的进步，现在利用自动化和智能化的激光处理技术，减少人工处理中出现的错误，利用信息技术，处理的效果更佳，提升工作效率，可以用于金属产品的批量生产中。

（四）热处理CAD工艺

该工艺的英文全称是Computer Aided Design，翻译过来就是计算机辅助设计，该技术利用计算机，进行智能化模拟。在计算机中利用CAD对金属材料热处理工艺进行建模，了解在热处理过程中可能出现的问题，然后在计算机中进行数据的调整，作用于实际工作中。此方法可以优化金属热处理的效果，并通过模拟 分析 研究这一形式，完成对金属材料的热处理工作，进行全面、预防式的热处理形式。另外，CAD技术对金属材料处理时，还进行了处理前后数据的比较，对金属处理前后的参数变化进行完善，保证热处理的效果，并结合相应的处理形式，促進热处理效果的展现。

（五）振动处理工艺

该工艺也被叫做振动时效处理，通过振动，降低金属内应力，将金属内部的应力逐渐减少，进而完成金属材料强度提升的目标，令其内部微量变形。此方法可以增强金属的稳定性，降低内部残余应力。现在对金属振动的处理，一般通过计算机系统进行控制，对振动的频率和时间等进行严格的掌控，最大限度的增强材料处理效果，减少振动时间，继而提升金属材料的处理效率。近几年该工艺进步较快，很多生产企业都使用此方法进行热处理，最大响度的降低生产成本，减少对生态环境造成的影响，最终达到节能减排的目标。

三、金属材料热处理技术发展趋势

现在技术快速发展，金属材料在使用过程中，都使用热技术进行一番处理，借此提升金属质量。近几年我国工业生产中，金属的种类有所扩展，产生了各种先进的金属材料热处理工艺，最大限度的促进我国金属制造业的发展。作者就现在金属热处理产生的有关论著和科学家研究成果得知，将来的金属热处理技术发展以可控气氛技术为主，主要是利用控制气体的形式，对金属进行加热，令金属和气体产生化学反应，在金属表面形成～层保护膜，这层保护膜可以增强金属延展性和硬度。一般情况下，使用氩气和氮气等作为反应气体，促使金属表面的氧化，进而提升金属材料的硬度。实际工作中生产两种或者两种以上的气体，进行热处理，完成金属表面的保护[2]。将来对热处理加深认知后，作者相信，会出现更多的处理技术，其操作更加简单、工作效率更加高，减少成本的输出，可广泛运用于生产工作中。另外，我国电子行业和机器人的制造行业，经常使用到金属热处理技术，但是因为此领域我国起步较晚，技术相对不成熟，但是对着我国技术的进步，自动化技术的使用也愈加广泛，并已经成为金属热处理领域中的主要标志，促进技术的进步，并将自动化和专业化变为行业发展的主要趋势。

四、结论

综上所述，金属热处理工艺，随着我国技术的发展，至今已经获得很好的进步，现在金属材料经过热处理后，表面的硬度和延展性获得很好的提升，并通过多种工艺的使用，减少生产成本。综合的来说热处理工艺有很强的现实意义，减少金属资源的浪费，还降低生产过程中对生态环境带来的污染，扩展了金属材料的使用范围。

参考文献

[1]彭天成，金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J]，冶金与材料，2018，38（01）：44+46。

[2]李立尧.金属材料热处理工艺与技术分析[J].工业设计，2017（08）：173174.